STM32CubeMX系列教程10:串行外设接口SPI
摘要：本章介绍SPI总线。以及介绍W25Qxx芯片。
1.SPI简介
SPI（Serial Peripheral Interface）,串行外围设备接口,一种高速的，全双工，同步的通信总线。芯片的管脚上只占用四根线。
MISO： 主器件数据输出，从器件数据输入。
MOSI：主器件数据输入，从器件数据输出。
SCK： 时钟信号，由主设备控制发出。
NSS（CS）： 从设备选择信号，由主设备控制。当NSS为低电平则选中从器件。
MOSI：主器件数据输入，从器件数据输出。
SCK： 时钟信号，由主设备控制发出。
NSS（CS）： 从设备选择信号，由主设备控制。当NSS为低电平则选中从器件。
如下为主器件与多个从器件通信，其中SCK，MOSI，MISO是接在一起的，NSS分别接到不同的IO管脚控制。主器件要和从器件通信就先拉低对应从器件的NSS管脚使能。默认状态IO1,IO2,IO3全为高电平，当主器件和从器件1通信时，拉低IO1管脚使能从器件1。而从器件2,3不使能，不作响应。
2.SPI时序图
每次开始传输时，主器件先拉低从器件的片选信号线NSS，选中要传输的从器件。SCK时钟线发送一个时钟周期就传输一位数据。MOSI为主出从入，数据由主器件控制发送，从器件接收。MISO的数据由从器件控制发送，主器件接收。所以SPI传输一个字节就相当于主器件和从器件交换一个字节。
SPI只有主模式和从模式之分，没有读和写的说法，因为实质上每次SPI是主从设备在交换数据。也就是说，你发一个数据必然会收到一个数据；你要收一个数据必须也要先发一个数据。
根据时钟极性（CPOL）及相位（CPHA）不同，SPI有四种工作模式。
时钟极性(CPOL)定义了时钟空闲状态电平：
CPOL=0为时钟空闲时为低电平
CPOL=1为时钟空闲时为高电平
时钟相位(CPHA)定义数据的采集时间。
CPHA=0:在时钟的第一个跳变沿（上升沿或下降沿）进行数据采样。
CPHA=1:在时钟的第二个跳变沿（上升沿或下降沿）进行数据采样。
3、W25Q128FV
W25Q128V芯片是串行闪存，可以通过标准/两线/四线SPI控制，这里只介绍通过标准SPI控制。
W25Q128fv管脚如上，作为标准SPI控制时，DO管脚为MISO,D1管脚为MOSI,/CS为片选NSS,CLK为时钟信号线。/WP为写保护管脚，/HOLD or /RESET为保持或复位引脚（通过寄存器配置）。
W25Q128FV为串行Nor FLASH,,掉电后数据不丢失。大小为128M-bit,分为256个块（Block）,而每个块位64K,每个块的又分为16个扇区（Sector）,每个扇区的大小为4K。FLASH写数据前必须擦除存储器，而擦除是以扇区或块作为操作单位的。
W25Q128FV通过命令操作，这里简单介绍几条用到的命令，详情可以参考数据手册
1.读制造商/设备ID（90）
该指令通常在调试程序的时候用到，判断SPI通信是否正常。该指令通过主器件拉低/CS片选使能器件开始传输，首先通过DI线传输“90H”指令，接着传输000000H的24位地址（A23-A0），之后从器件会通过DO线返回制造商ID（EFH）和设备ID(17H)。
（注：SPI为数据交换通信，主器件在发送“90H”指令时也会接收到一个字节FFH，但此数据为无效数据）
2.读数据（03H）
读数据指令可从存储器依次一个或多个数据字节，该指令通过主器件拉低/CS电平使能设备开始传输，然后传输“03H”指令，接着通过DI管脚传输24位地址，从器件接到地址后，寻址存储器中的数据通过DO引脚输出。每传输一个字节地址自动递增，所以只要时钟继续传输，可以不断读取存储器中的数据。
3.页编程（02H）
页编程指令可以在已擦除的存储单元中写入256个字节。该指令先拉低/CS引脚电平，接着传输“02H”指令和24位地址。后面接着传输至少一个数据字节，最多256字节。
4.扇区擦除（20H）
扇区擦除指令，数据写入前必须擦除对应的存储单元，该指令先拉低/CS引脚电平,接着传输“20H”指令和要擦除扇区的地址。
另外还有其他一下操作命令
5.使能重启（66H），使能重启设备(99H)。
6.写使能命令（06H）
7.读状态寄存器1(05H)，状态寄存器2（35H）,状态寄存器3（15H）
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